Введение к работе
Актуальность темы. Протонные пучки используются в лучевой терапии уже в течение 4 десятилетий на целом ряде ускорителей физических исследовательских центров. В последнее врвмя во многих странах разрабатываются и создаются центры протонной терапии на базе специализированных медицинских ускорителей. Эти центры размещаются в крупных госпиталях, и предназначены для широкого (а не как раньше, экспериментального) клинического применения. Первый такой центр функционирует в г. Лома-Линда, США с 1990 г. Практически во всех центрах осуществляют или планируют облучение внутриглазных мишеней протонами или ионами гелия (см. табл. I) - преимущества этого вида лечения уже бесспорны.
Основным конкурирующим методом органосохранной протонной терапии внутриглазных опухолей является аппликационная терапия 7 и р -излучениями от радиоактивных источников ( Со, Sr, I и др.). Апшшнационная терапия является наиболее распространенным методом лечения внутриглазных опухолей. В силу экспоненциального спада дозы с расстоянием у 7 и р эмиттеров, подведение деструктивных доз на вершину опухоли с большой толщиной увеличивает риск лучевых повревдений критических структур глаза (см. рис.1). Поэтому этот метод эффективен при облучении опухолей с толщиной, как правило, не превышающей 3-5 мм и расположенных не ближе, чем в 5 мм от радиочувствительных диска зрительного нерва и/или макулярной области. Внутриглазные меланомы, не удовлетворяющие этим
критериям, подлежали в течение долгого времени единственному методу лечения - удалению глаза (энуклеация). Эти ограничения показаний для аппликационной терапии определили поиск более универсального органосохранного метода лечения внутриглазной меланомы.
В 1975 г впервые в Гарвардской циклотронной лаборатории в США были начаты клинические исследования протонной терапии меланом глаза. Разработанный там метод статического однопольного протонного облучения с применением рентгеновской визуализации и центрации внутриглазной мишени оказался столь эффективным локальный контроль1 опухоли удалось достичь в 97-98% случаев, что получил в последние годы распространение в ряде стран, например, в США, Англии, Франции и Швейцарии. Во многих случаях он является альтернвтивой энуклеации.
Достижение локального контроля опухоли является одной из основных целей лучевого лечения. Накопленные в мире многочисленные клинические данные облучения протонами и ионами гелия внутриглазных меланом при нерандомизированных (более 6500 больных) и рандомизированных исследованиях2 (196 больных) показали превосходство протонной терапии и терапии ионами галия в достижении локального контроля внутриглазной меланоми в сравнении с различными методами аппликационной терапии, при условии
Отсутствие продолженного роста опухоли (ев стабилизация или полная или частичная резорбция).
Сравнительное изучение эффективности двух или более методов лечения, для которого отбираются идентичные группы больных.
использования "гарвардского" метода облучения, осноезнного на рентгеновской визуализации и центрации мишени.(12)
Разработанный Московским институтом глазных болезней им. Гэльмгольца в конце 70-х - начале 80-х годов на базе ИТЭФ совместно с Отделом медицинской физики (ИТЭФ) метод протонного облучения внутриглазных меланом с помощью световой визуализации и центрации мишени применим только к опухолям првдэкваториальной локализации. Такие опухоли составляют лишь 17% от всего количества диагностируемых внутриглазных меланом. Кроме того при использовании этого метода получен больший процент локальных неудач, обусловленных во многом его неточностью.
Поэтому для обеспечения облучения внутриглазных меланом любой локализации, а также для достижения еысокого уровня локального контроля опухоли при максимальном щажешга окружающих здоровых тканей, было необходимо исследовать иной метод протонного облучения внутриглазных опухолей - на основе рентгеновской визуализации и центрации мишеней, что и определило актуальность работы (14).
Цель работы заключалась в разработке и исследованиях физико-технических, технологических, методагческих и программных средств для клинической апробации на экспериментальной базе ИТЭФ метода однопольного протонного облучения внутриглазных опухолей на основе рентгеновской визуализации и центрации мишени.
На защиту выносятся:
I) разработка позиционера для размещения и перемещения офтальмологических больных на протонном пучке ( совместно с
Институтом физики высоких энергий (ИФВЭ));
2) разработка устройства для иммобилизации головы при
облучении внутриглазных мишеней;
-
разработка устройства для фиксации взора и индикации положения зрительной оси глаза относительно оси протонного пучка;
-
технология точного выведения глаза в положение облучения протонным пучком;
-
разработка телевизионной системы контроля за положением глаза в процессе облучения;
-
разработка компьютерной программы трехмерного планирования протонного облучения внутриглазных опухолей;
7} исследования геометрических аспектов гарантии качества3 протонного облучения внутриглазных опухолей;.
8) технология юстировки и тестирования взаимного пространственного расположения всех элементов протонно-лучевого стенда для облучения внутриглазных мишеней.
Э. результаты клинической апробации метода однопольного статического облучения внутриглазных опухолей модифицироЕнным пиком Брэгга протонного пучка с использованием рентгеновской визуализации и центрации мвдени.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые в стране исследован и апробирован совместно с Московским институтом глазных болезней им. Гельмгольца Министерства здраБохранения РФ
3Совокупность мероприятий, обеспечивающих соответствие дозы,
ПОГЛОЩвННОЙ В ЛЮбОЙ ТОЧКв МИШеНИ, ПреДПИСаННОЙ Д03Є С ТО'ШОСТЬЮ
+5%, при минимизации облучения окружающих тканей.
метод протонного облучения внутриглазных опухолей на основе рентгеновской визуализации и центрации мишки. Для этого впервые в стране разработаны и исследовании средства физико-технического, технологического и программного обеспечения использования протонного пучка для облучения внутриглазных мишеней. Созданая компьютерная программа планирования протонного облучения внутриглазных опухолей, обеспечила пространственную оптимизацию направления облучения, расчет параметров облучения и верификации плана облучения.
Работа выполнена в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) совместно с Институтом глазных болезней им. Гельмгольца. Научно-практическое значение
Научно-практическое значение полученных в ходе работы результатов заключается в создании методической, технической и программной базы для осуществления и дальнейшего развития метода протонного облучения внутриглазных опухолей, который считается наиболее эффективным для лечения более 80S внутриглазных меланом, а для значительного их числя является методом, альтернативным энуклеации. Разработаны основные положения программы гарантии-качества данного вида облучения и обоснованы направления дальнейшего развития данного метода, направленные на повышение эффективности лечения онкоофтэльмологических больных.
Апробация работы. Результаты работы доложены на секции медицинской физики Всесоюзного общества рентгенологов и радиологов ВОЩ АМН России (март 1939 г.), на Международном симпозиуме
"Опухоли глаза" (Суздаль 1990 г), на конференциях "Медицинская физика - 93" (Москва) и " Медицинская физика - 95", (Москва) "Новые технологии в радиационной медицине" (ноябрь 1995 г. г. Санкт_Петербург) и на семинарах Отдела медицинской физики ИТЗФ.
Непосредственно по теме диссертации опубликовано 13 статей и тезисов, получено I авторское свидетельство на изобретение и 5 удостоверений на рационализаторские предложения. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Содержит 147 страницы машинописного текста, 38 рисунков, II таблиц, I схему и библиографию - 168 наименований (56 отечественных и 112 иностранных публикаций).
